Ερευνητική ομάδα από το Εθνικό Πανεπιστήμιο της Ταϊβάν και διεθνείς συνεργάτες ανέπτυξε μια απλή στρατηγική ανάμειξης διαλυτών που βελτιώνει σημαντικά την απόδοση των οργανικών ηλιακών κυψελών νέας γενιάς.
Η σχετική μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Chemical Engineering Journal», προσφέροντας μια λύση στο πρόβλημα της ποιότητας των λεπτών μεμβρανών.
Η πρόκληση της στερεοποίησης
Τα οργανικά ηλιακά κύτταρα προσφέρουν υψηλή ευκαμψία, χαμηλό βάρος και μικρότερο κόστος παραγωγής σε σύγκριση με τα παραδοσιακά πάνελ πυριτίου. Ωστόσο, η επίτευξη υψηλής απόδοσης μετατροπής ενέργειας ήταν μέχρι τώρα δύσκολη λόγω των δομικών ελαττωμάτων που δημιουργούνται κατά τη διαδικασία στερεοποίησης των πολυμερών.
Η προσθήκη του δεύτερου διαλύτη
Για την αντιμετώπιση του προβλήματος, οι ερευνητές ανέμειξαν τον κύριο διαλύτη με 2% ενός δεύτερου διαλύτη, όπως το 2-μεθυλοτετραϋδροφουράνιο. Επειδή ο δεύτερος διαλύτης εξατμίζεται πιο αργά, επιβραδύνει τη διαδικασία στεγνώματος, δίνοντας στα μόρια του πολυμερούς τον απαραίτητο χρόνο να οργανωθούν σε τακτοποιημένες στρώσεις.
Η ισορροπημένη αυτή στερεοποίηση μειώνει την εσωτερική ενεργειακή αταξία, δημιουργεί μεγαλύτερες κρυσταλλικές περιοχές και ενισχύει τη μοριακή στοίβαξη.
Υψηλές επιδόσεις και προοπτικές
Οι βελτιστοποιημένες ηλιακές κυψέλες πέτυχαν απόδοση μετατροπής ενέργειας που ξεπερνά το 17%, εμφανίζοντας εξαιρετικά αποτελεσματική μεταφορά φορτίου και μειωμένες απώλειες. Οι μετρήσεις επιβεβαίωσαν ότι η νέα δομή επιτρέπει στα φωτοπαραγόμενα φορτία να διαχωρίζονται και να κινούνται άμεσα.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, ο ακριβής έλεγχος της εξατμιστικής δυναμικής φέρνει τα οργανικά ηλιακά κύτταρα ένα βήμα πιο κοντά στις πρακτικές εφαρμογές καθαρής ενέργειας, όπως οι φορετές συσκευές και τα έξυπνα παράθυρα.
